#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef char DataType;

typedef struct Node
{
    DataType data;/*数据域*/
    struct Node *leftChild;/*左子树指针*/
    struct Node *rightChild;/*右子树指针*/
} BiTreeNode;/*结点的结构体定义*/

// root_p 指向已经被正确初始化的 BiTreeNode
// pre_order_seq 是前序遍历时得到的字符串序列，其中每个空左子节点或者空右子节点均用 # 表示
// current_index_p 是指针，所指向的值用于记录在 pre_order_seq 中等待被处理的字符的位置；第一次调用 _recur_create_tree 函数时，其值为0
// num_elements 指出 pre_order_seq 里包含的字符个数
void _recur_create_tree(BiTreeNode * root_p, char * pre_order_seq, int * current_index_p, int num_elements) {
    // 如果current_index_p指向的值已经等于或者超过num_elements，那么程序返回（否则就会超出 pre_order_seq 提供的字符范围）
    if (*current_index_p >= num_elements){
        return;
    }
        // 把在 *current_index_p 位置上的字符 设置为 root_p 所指向的结点的数据
    else {
        root_p->data = pre_order_seq[*current_index_p];
        // 更新 *current_index_p 使其指向下一个待扫描的字符
        (*current_index_p)++;
        // 判断是否要建立左子树
        // 如果 下一个带扫描的字符 为 #：
        //   那么不用新建左子节点（为什么？）而是让左子节点为NULL，并继续相应地更新 *current_index_p 使其指向下一个扫描的字符(从而消耗掉#字符)
        if(pre_order_seq[*current_index_p] == '#'){
            root_p->leftChild = NULL;
            (*current_index_p)++;
        }
            // 否则
            //   新建左子节点，并递归调用 本函数 _recur_create_tree
        else{
            root_p->leftChild = malloc(sizeof(struct Node));
            _recur_create_tree(root_p->leftChild, pre_order_seq, current_index_p, num_elements);
        }
        // 判断是否要建立右子树
        // 如果 下一个带扫描的字符 为 #：
        //   那么不用新建右子节点（为什么？）而是让右子节点为NULL，并继续相应地更新 *current_index_p 使其指向下一个扫描的字符(从而消耗掉#字符)
        if(pre_order_seq[*current_index_p] == '#'){
            root_p->rightChild = NULL;
            (*current_index_p)++;
        }
            // 否则
            //   新建右子节点，并递归调用 本函数 _recur_create_tree
        else{
            root_p->rightChild = malloc(sizeof(struct Node));
            _recur_create_tree(root_p->rightChild, pre_order_seq, current_index_p, num_elements);
        }
    }
}

// 根据带有显式空子节点的先序序列，构建二叉树，将其头节点的指针存入root_pp中
// 初始传入的root_pp的值无任何意义（也即root_pp尚未被正确地初始化，也即是需要你来初始化）
// pre_order_seq 指向的字符串类似 "ABC##DE#G##F###"，其中 # 表示显式的空子节点，这一类空子节点并不需要被创建对应的struct Node或者BiTreeNode
void create_tree(BiTreeNode ** root_pp, char * pre_order_seq, int num_elements) {
    // 初始化整棵树的根节点
    *root_pp = (BiTreeNode *) malloc(sizeof(BiTreeNode));
    // 使用合适的参数调用上面定义的 _recur_create_tree 函数
    int current_index = 0;
    _recur_create_tree(*root_pp, pre_order_seq, &current_index, num_elements);
}

// 递归地销毁由*root指向根节点的树：释放该树所被动态分配的内存空间
void Destroy(BiTreeNode **root){
    if(*root == NULL){ //空树
        return;
    }
    free(*root);
    if((*root)->leftChild != NULL) {
        Destroy(&((*root)->leftChild));
    }
    if((*root)->rightChild != NULL) {
        Destroy(&((*root)->rightChild));
    }
}

//使用visit(item)函数前序遍历二叉树t
void PreOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
{
    if(t == NULL){
        return;
    }
    visit(t->data);
    PreOrder(t->leftChild, visit);
    PreOrder(t->rightChild, visit);
}

//使用visit(item)函数中序遍历二叉树t
void InOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item)){
    if(t == NULL){
        return;
    }
    InOrder(t->leftChild, visit);
    visit(t->data);
    InOrder(t->rightChild, visit);
}

//使用void visit(DateType item)函数后序遍历二叉树t
void PostOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item)){
    if(t == NULL){
        return;
    }
    PostOrder(t->leftChild, visit);
    PostOrder(t->rightChild, visit);
    visit(t->data);
}

void Visit(DataType item)
{
    printf("%c ", item);
}

// 查找元素值x是否在二叉树中
// 如果找到，返回值为x的结点的指针，否则返回NULL
BiTreeNode *Search(BiTreeNode *root, DataType x)
{
    BiTreeNode *find=NULL;
    if(root == NULL){
        return NULL;
    }
    if(root->data == x) {
        find = root;
        return find;
    }
    else{
        find = Search(root->leftChild, x);
        if(find == NULL){
            find = Search(root->rightChild, x);
            return find;
        }
    }
}

void main(void)
{
    BiTreeNode *root, *find;

    char * pre_order_seq = "ABC##DE#G##F###";
    create_tree(&root, pre_order_seq, 15);

    PreOrder(root, Visit); // 输出应该为 A B C D E G F
    printf("\n");
    InOrder(root, Visit); // 输出应该为 C B E G D F A
    printf("\n");
    PostOrder(root, Visit); // 输出应该为 C G E F D B A

    char x='E';
    find=Search(root,x);
    if(find!=NULL)
        printf("\n数据元素%c在二叉树中 \n",x);
    else
        printf("\n数据元素%c不在二叉树中 \n",x);

    x = 'H';
    find=Search(root,x);
    if(find!=NULL)
        printf("\n数据元素%c在二叉树中 \n",x);
    else
        printf("\n数据元素%c不在二叉树中 \n",x);

    Destroy(&root);
}
